湿地植物根系分泌物中有机酸对NSAIDs胁迫的响应

摘要

以人工湿地典型植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,探索芦苇根系分泌物中有机酸对非甾体类消炎药(NSAIDs)混合物(双氯芬酸、布洛芬、吲哚美辛、酮洛芬、萘普生)长期胁迫的响应。首先,优化测定有机酸的高效液相色谱(HPLC)法;然后,构建水培和人工湿地两种体系,于NSAIDs胁迫下(地表水浓度级别,100 ng·L^(-1)),在芦苇幼苗期、展叶期和快速生长期,监测植物的生长生理情况,测定根部累积的NSAIDs浓度,并分析根系分泌物中有机酸的组分变化。结果表明:优化的HPLC方法可以在10 min内分离12种有机酸(草酸、酒石酸、奎尼酸、苹果酸、丙二酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、丙酸、富马酸和反乌头酸),检测限低于1 mg·L^(-1)。在两种体系中均发现,随着植物的发育,根系释放速率增大的有机酸包括奎尼酸、柠檬酸、丙酸、丙二酸、苹果酸和草酸,且在快速生长期尤为明显,表明芦苇在NSAIDs胁迫下可能通过根系释放特定的有机酸促进根际微生物降解NSAIDs,从而减少根系对NSAIDs的吸收,人工湿地体系中芦苇根部NSAIDs累积量的降低和叶绿素抑制作用的减轻间接支持了这一猜测。研究表明,奎尼酸、柠檬酸、丙酸、丙二酸、苹果酸和草酸具备提高人工湿地处理地表水NSAIDs效率的潜力。